CN112679039A - 热法pvdf超滤膜生产废水处理装置及处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及热法PVDF超滤膜生产废水处理装置及处理方法，是针对热法PVDF超滤膜生产废水含有高COD、SS、油类的特点，首先利用预处理系统去除部分COD、SS与油类；再利用生化处理系统降解去除大部分COD、BOD、SS、NH₃‑N、TP与油类；最后利用深度处理系统进一步降低水中COD。使得排水满足和超过GB18918－2002城镇污水厂污染物排放标准中一级A的排放标准限值，实现达标排放或回用。

Description

热法PVDF超滤膜生产废水处理装置及处理方法

技术领域

本发明是一种热法PVDF超滤膜生产废水处理装置及处理方法，属于工业废水处理的技术领域。

背景技术

热法PVDF(聚偏氟乙烯)超滤膜具有高强度、高韧度、耐腐蚀、长寿命等特点，是当今发展最快的水处理用膜分离产品。热法PVDF超滤膜的生产方法也不断优化，比如专利202010689728.5一种聚偏氟乙烯中空纤维膜及其制备方法，提供了一种改进TIPS(热致相分离)法制备聚偏氟乙烯中空纤维膜，是将PVDF树脂、碳酸钙与邻苯二甲酸酯混合，经高温高压挤出、拉伸、退火初步制成中空纤维超滤膜丝，再进行后处理，先利用乙醇萃取出邻苯二甲酸酯，再利用盐酸反应掉碳酸钙，最后洗涤产出热法PVDF超滤膜产品。而在热法PVDF超滤膜生产过程中，会产生大量的含油、含钙、悬浮物、COD的有机废水，对环境影响较大。目前，仅有针对以二甲基乙酰胺为溶剂的中空纤维膜湿法工艺生产废水处理专利，比如201310319712.5一种制备超滤膜生产中产生的废水的处理方法，采用“铁炭微电解、芬顿、超声常压等离子、氢氧化钙混凝沉淀、微泡等离子机”处理，达标排放；又如201710957710.7一种超滤膜生产废水中二甲基乙酰胺的回收系统及处理方法，利用精制塔回收DMAC(二甲基乙酰胺)与冷凝水。针对热法PVDF超滤膜生产废水，需要设计开发一种新型处理装置及处理方法。

发明内容

本发明提出的是一种一种热法PVDF超滤膜生产废水处理装置及处理方法，其目的旨在针对热法PVDF超滤膜生产废水含有高COD、SS、油类的特点，提出一种热法PVDF超滤膜生产废水处理装置及处理方法，使得排水满足和超过GB18918－2002城镇污水厂污染物排放标准中一级A的排放标准限值，实现达标排放或回用。

本发明的技术解决方案：热法PVDF超滤膜生产废水处理装置，其结构包括预处理系统、生化处理系统、深度处理系统。其中热法PVDF超滤膜生产废水接至预处理系统的进水口，预处理系统的出泥口送出泥饼；预处理系统的出水口接至生化处理系统的进水口，生化处理系统的出泥口送出回流污泥至预处理系统的回流污泥进口；生化处理系统的出水口接至深度处理系统的进水口，深度处理系统的反洗水出水口将回流反洗水送至预处理系统的回流反洗水进口，深度处理系统的出水口送出达标排水。热法PVDF超滤膜生产废水处理装置首先利用预处理系统去除部分COD、SS与油类；再利用生化处理系统降解去除大部分COD、BOD、SS、NH3-N、TP与油类；最后利用深度处理系统进一步降低水中COD。使得排水达到COD≤45mg/L、BOD≤5mg/L、SS≤3mg/L、NH₃-N≤2mg/L、TP≤0.3mg/L、油类≤1mg/L，满足和超过GB18918－2002城镇污水厂污染物排放标准中一级A的排放标准限值，实现达标排放。

热法PVDF超滤膜生产废水处理方法，包括如下步骤：

1)通过预处理系统，将热法PVDF超滤膜生产废水中的SS去除50％以上，油类去除80％，并将少量COD与BOD加以去除；

2)通过生化处理系统，将预处理系统出水中的有机污染物去除75％以上；

3)通过深度处理系统，进一步将生化处理系统出水的COD去除70％，使得排水满足和超过GB18918－2002城镇污水厂污染物排放标准中一级A的排放标准限值，实现达标排放。

本发明的有益效果：本发明热法PVDF超滤膜生产废水处理装置及处理方法，是针对热法PVDF超滤膜生产废水含有高COD、SS、油类的特点，首先利用预处理系统去除部分COD、SS与油类；再利用生化处理系统降解去除大部分COD、BOD、SS、NH₃-N、TP与油类；最后利用深度处理系统进一步降低水中COD。使得排水满足和超过GB18918－2002城镇污水厂污染物排放标准中一级A的排放标准限值，实现达标排放或回用。

附图说明

附图1热法PVDF超滤膜生产废水处理装置的结构示意图。

附图中WW表示废水，DW表示排水，SC表示泥饼；PTS表示预处理系统，BTS表示生化处理系统，AWTS表示深度处理系统。

附图2热法PVDF超滤膜生产废水处理装置的预处理系统结构示意图。

附图中PTS表示预处理系统，WW表示废水，SC表示泥饼，PT_out表示预处理系统出水，BF₁₁表示回流污泥，BF₁₂表示回流反洗水；SN/BP表示格栅/调节池，P₁₁表示提升泵，D₁₁表示絮凝剂投加装置，DAF表示气浮装置，ST表示污泥池，P₁₂表示螺杆泵，BPF表示带式压滤机。

附图3热法PVDF超滤膜生产废水处理装置的生化处理系统结构示意图。

附图中BTS表示生化处理系统，PT_out表示预处理系统出水，BT_out表示生化处理系统出水，BF₁₁表示回流污泥；HT/UASB表示水解池/UASB池，D₂₁表示混凝剂与助凝剂投加装置，RT/ST表示反应池/沉淀池，OT表示曝气池，B₂₁表示曝气风机，MBR表示膜生物反应器，B₂₂表示MBR吹扫风机，P₂₁表示MBR抽吸泵，MT表示中间水池，P₂₂表示MBR反洗泵。

附图4热法PVDF超滤膜生产废水处理装置的深度处理系统结构示意图。

附图中AWTS表示深度处理系统，BT_out表示生化处理系统出水，DW表示排水，BF₁₂表示回流反洗水；P₃₁表示增压泵，COT表示催化氧化塔，O₃G表示臭氧发生器，GACF表示活性炭过滤器，CT表示清水池，P₃₂表示GACF反洗泵。

附图5热法PVDF超滤膜生产废水处理实施例的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明技术方案进一步说明

对照附图1，热法PVDF超滤膜生产废水处理装置，其结构包括预处理系统PTS、生化处理系统BTS、深度处理系统AWTS。其中热法PVDF超滤膜生产废水WW接至预处理系统PTS的进水口，预处理系统PTS的出泥口送出泥饼SC；预处理系统PTS的出水口接至生化处理系统BTS的进水口，生化处理系统BTS的出泥口送出回流污泥(BF₁₁)至预处理系统PTS的回流污泥进口；生化处理系统BTS的出水口接至深度处理系统AWTS的进水口，深度处理系统AWTS的反洗水出水口将回流反洗水(BF₁₂)送至预处理系统PTS的回流反洗水进口，深度处理系统AWTS的出水口送出达标排水DW。热法PVDF超滤膜生产废水处理装置首先利用预处理系统去除部分COD、SS与油类；再利用生化处理系统降解去除大部分COD、BOD、SS、NH₃-N、TP与油类；最后利用深度处理系统进一步降低水中COD。使得排水达到COD≤45mg/L、BOD≤5mg/L、SS≤3mg/L、NH₃-N≤2mg/L、TP≤0.3mg/L、油类≤1mg/L，满足和超过GB18918－2002城镇污水厂污染物排放标准中一级A的排放标准限值，实现达标排放。

对照附图2，预处理系统PTS，其结构包括格栅/调节池SN/BP、提升泵P₁₁、絮凝剂投加装置D₁₁、气浮装置DAF、污泥池ST、螺杆泵P₁₂、带式压滤机BPF。其中热法PVDF超滤膜生产废水WW接至格栅/调节池SN/BP的进水口，回流反洗水BF₁₂接至格栅/调节池SN/BP的回流反洗水进口；格栅/调节池SN/BP的出水口通过提升泵P₁₁接至气浮装置DAF的进水口，絮凝剂投加装置D₁₁的出药口也接至气浮装置DAF的进水口，气浮装置DAF的出水口送出预处理系统出水PTout；气浮装置DAF的排渣口接至污泥池ST的1#进泥口，回流污泥BF₁₁接至污泥池ST的2#进泥口；污泥池ST的出泥口通过螺杆泵P₁₂接至带式压滤机BPF的进泥口，带式压滤机BPF的出泥口送出泥饼SC，带式压滤机BPF的压滤液出口接至格栅/调节池SN/BP的回流压滤液进口。通过预处理系统，具体是通过投加絮凝剂与助凝剂，利用气浮装置将热法PVDF超滤膜生产废水的COD从3000～7000mg/L降低到2700～6300mg/L，去除率10％，BOD从600～1400mg/L降低到570～1330mg/L，去除率5％，SS从50～200mg/L降低到25～50mg/L，去除率50～75％，油类从20～120mg/L降低到4～24mg/L，去除率80％。

对照附图3，生化处理系统BTS，其结构包括水解池/UASB池HT/UASB、混凝剂与助凝剂投加装置D₂₁、反应池/沉淀池RT/ST、曝气池OT、曝气风机B₂₁、膜生物反应器MBR、MBR吹扫风机B₂₂、MBR抽吸泵P₂₁、中间水池MT、MBR反洗泵P₂₂。预处理系统出水PTout接入水解池/UASB池HT/UASB的进水口，水解池/UASB池HT/UASB的出水口接至反应池/沉淀池RT/ST的进水口，混凝剂与助凝剂投加装置D₂₁的出药口也接至反应池/沉淀池RT/ST的进水口，反应池/沉淀池RT/ST的出泥口送出回流污泥BF₁₁；反应池/沉淀池RT/ST的出水口接至曝气池OT的进水口，曝气风机B₂₁的出风口接至曝气池OT的进气口；曝气池OT的出水口接至膜生物反应器MBR的进水口，MBR吹扫风机B₂₂的出风口接至膜生物反应器MBR的进气口；膜生物反应器MBR的出水口通过MBR抽吸泵P₂₁接至中间水池MT的进水口，中间水池MT的1#出水口送出生化处理系统出水BTout，中间水池MT的2#出水口通过MBR反洗泵P₂₂接至膜生物反应器MBR的反洗水进口。通过生化处理系统，具体是利用水解池/UASB池对预处理出水进行水解酸化、厌氧生物处理，通过投加混凝剂与助凝剂，经过反应池/沉淀池进行絮凝沉淀，进而利用好氧池与膜生物反应器进行好氧生物处理及高效的泥水分离，大幅度降低水中的有机污染物。从而将预处理出水的COD从2700～6300mg/L降低到≤150mg/L，去除率≥94％，BOD从570～1330mg/L降低到≤5mg/L，去除率≥99％，SS从25～50mg/L降低到≤5mg/L，去除率≥80％，NH3-N从10～20mg/L降低到≤2mg/L，去除率≥80％，TP从0.5～2mg/L降低到≤0.3mg/L，去除率≥40％，油类从4～24mg/L降低到≤1mg/L，去除率≥75％。

对照附图4，深度处理系统AWTS，其结构包括增压泵P₃₁、催化氧化塔COT、臭氧发生器O₃G、活性炭过滤器GACF、清水池CT、GACF反洗泵P₃₂。生化处理系统出水BTout通过增压泵P₃₁接至催化氧化塔COT的进水口，臭氧发生器O₃G的出气口接至催化氧化塔COT的进气口；催化氧化塔COT的出水口接至活性炭过滤器GACF的进水口，活性炭过滤器GACF的出水口接至清水池CT的进水口，清水池CT的1#出水口送出排水DW；清水池CT的2#出水口通过GACF反洗泵P₃₂接至活性炭过滤器GACF的反洗水进口，活性炭过滤器GACF的反洗水排口送出回流反洗水BF₁₂。通过深度处理系统，具体是利用催化氧化塔对生化处理出水进行催化氧化，进而利用活性炭过滤器进行吸附，进一步将水中的COD从150mg/L降低到≤45mg/L，去除率≥70％。最终排水的COD≤45mg/L、BOD≤5mg/L、SS≤5mg/L、NH3-N≤2mg/L、TP≤0.3mg/L、油类≤1mg/L，满足和超过GB18918－2002城镇污水厂污染物排放标准中一级A的排放标准限值，实现达标排放。

对照附图5，热法PVDF超滤膜生产废水处理方法，包括如下步骤：

1)通过预处理系统，将热法PVDF超滤膜生产废水中的SS去除50％以上，油类去除80％，并将少量COD与BOD加以去除；

2)通过生化处理系统，将预处理系统出水中的有机污染物去除75％以上；

3)通过深度处理系统，进一步将生化处理系统出水的COD去除70％，使得排水满足和超过GB18918－2002城镇污水厂污染物排放标准中一级A的排放标准限值，实现达标排放。

所述步骤1)通过预处理系统，将热法PVDF超滤膜生产废水中的SS去除50％以上，油类去除80％，并将少量COD与BOD加以去除。具体是通过投加絮凝剂与助凝剂，利用气浮装置将热法PVDF超滤膜生产废水的COD从3000～7000mg/L降低到2700～6300mg/L，去除率10％，BOD从600～1400mg/L降低到570～1330mg/L，去除率5％，SS从50～200mg/L降低到25～50mg/L，去除率50～75％，油类从20～120mg/L降低到4～24mg/L，去除率80％。

所述步骤2)通过生化处理系统，将预处理系统出水中的有机污染物去除75％以上。具体是利用水解池/UASB池对预处理出水进行水解酸化、厌氧生物处理，通过投加混凝剂与助凝剂，经过反应池/沉淀池进行絮凝沉淀，进而利用好氧池与膜生物反应器进行好氧生物处理及高效的泥水分离，大幅度降低水中的有机污染物。从而将预处理出水的COD从2700～6300mg/L降低到≤150mg/L，去除率≥94％，BOD从570～1330mg/L降低到≤5mg/L，去除率≥99％，SS从25～50mg/L降低到≤5mg/L，去除率≥80％，NH3-N从10～20mg/L降低到≤2mg/L，去除率≥80％，TP从0.5～2mg/L降低到≤0.3mg/L，去除率≥40％，油类从4～24mg/L降低到≤1mg/L，去除率≥75％。

所述步骤3)通过深度处理系统，进一步将生化处理系统出水的COD去除70％。具体是利用催化氧化塔对生化处理出水进行催化氧化，进而利用活性炭过滤器进行吸附，进一步将水中的COD从150mg/L降低到≤45mg/L，去除率≥70％。最终排水的COD≤45mg/L、BOD≤5mg/L、SS≤5mg/L、NH3-N≤2mg/L、TP≤0.3mg/L、油类≤1mg/L，使得排水满足和超过GB18918－2002城镇污水厂污染物排放标准中一级A的排放标准限值，实现达标排放。

实施例1

某企业年产热法PVDF超滤膜200万平米，热法PVDF超滤膜生产过程中会产生部分生产废水，主要由造粒与纺丝冷却水、洗丝废水、洗膜废水、实验室排水、生活污水构成，本实施例就是针对热法PVDF超滤膜生产废水进行处理，出水达到GB18918－2002城镇污水厂污染物排放标准中一级A的排放标准限值，达标排放。另外少部分高盐蒸馏废液另外处理。

1.设计进、出水水质与水量

热法PVDF超滤膜生产废水与出水水质指标如下：

热法PVDF超滤膜生产废水水量为300T/D。

2.工艺流程

2.1工艺流程

工艺流程见附图5热法PVDF超滤膜生产废水处理实施例的工艺流程图。

2.2流程说明

热法PVDF超滤膜生产废水通过格栅进入调节池进行水质水量的均衡，经提升泵打入气浮装置，通过投加PAC/PAM(絮凝剂/助凝剂)去除水中的油类与SS，气浮的浮渣进入污泥池与后续的沉淀池排泥混合，通过螺杆泵打入带式压滤机进行脱水，滤液返回调节池，泥饼外运。气浮出水流入水解池/UASB池，进行水解酸化、厌氧生化后流入反应池/沉淀池，通过投加PAC/PAM去除水中的SS，沉淀池出水流入曝气池，利用曝气风机供氧进行好氧生化，曝气池出水流入MBR膜池进一步进行生化与高效分离，利用MBR抽吸泵将生化处理后的水抽入中间水池，将生化污泥有效的隔离在膜池中，利用MBR反洗泵与吹扫风机对MBR膜进行反洗，保证MBR膜的长期稳定运行。中间水池出水经增压泵加压打入催化氧化塔，将臭氧发生器产生的臭氧在催化剂的作用下进行催化氧化反应，再经过GAC过滤器吸附进一步降低水中的有机污染物，通过GAC反洗泵对GAC过滤器进行定时反洗，反洗水返回调节池，GAC过滤器出水进入清水池，达标排放。

3.各单元处理效果

热法PVDF超滤膜生产废水各单元处理效果如下表：

4.系统主要设计参数

4.1土建工程：

4.2主要设备：

Claims (8)

1.热法PVDF超滤膜生产废水处理装置，其特征是其结构包括预处理系统、生化处理系统、深度处理系统；其中热法PVDF超滤膜生产废水接至预处理系统的进水口，预处理系统的出泥口送出泥饼；预处理系统的出水口接至生化处理系统的进水口，生化处理系统的出泥口送出回流污泥至预处理系统的回流污泥进口；生化处理系统的出水口接至深度处理系统的进水口，深度处理系统的反洗水出水口将回流反洗水送至预处理系统的回流反洗水进口，深度处理系统的出水口送出达标排水。

2.根据权利要求1所述的热法PVDF超滤膜生产废水处理装置，其特征是所述预处理系统，包括格栅/调节池、提升泵、絮凝剂投加装置、气浮装置、污泥池ST、螺杆泵、带式压滤机；其中热法PVDF超滤膜生产废水接至格栅/调节池的进水口，回流反洗水接至格栅/调节池的回流反洗水进口；格栅/调节池的出水口通过提升泵接至气浮装置的进水口，絮凝剂投加装置的出药口也接至气浮装置的进水口，气浮装置的出水口送出预处理系统出水；气浮装置的排渣口接至污泥池的第一进泥口，回流污泥接至污泥池的第二进泥口；污泥池的出泥口通过螺杆泵接至带式压滤机的进泥口，带式压滤机的出泥口送出泥饼，带式压滤机的压滤液出口接至格栅/调节池的回流压滤液进口。

3.根据权利要求1所述的热法PVDF超滤膜生产废水处理装置，其特征是所述生化处理系统BTS，其结构包括水解池/UASB池、混凝剂与助凝剂投加装置、反应池/沉淀池、曝气池、曝气风机、膜生物反应器、MBR吹扫风机、MBR抽吸泵、中间水池、MBR反洗泵；预处理系统出水接入水解池/UASB池的进水口，水解池/UASB池的出水口接至反应池/沉淀池RT/ST的进水口，混凝剂与助凝剂投加装置的出药口也接至反应池/沉淀池RT/ST的进水口，反应池/沉淀池的出泥口送出回流污泥；反应池/沉淀池的出水口接至曝气池的进水口，曝气风机的出风口接至曝气池的进气口；曝气池的出水口接至膜生物反应器的进水口，MBR吹扫风机的出风口接至膜生物反应器的进气口；膜生物反应器的出水口通过MBR抽吸泵接至中间水池的进水口，中间水池的第一出水口送出生化处理系统出水，中间水池的地第二出水口通过MBR反洗泵接至膜生物反应器的反洗水进口。

4.根据权利要求1所述的热法PVDF超滤膜生产废水处理装置，其特征是所述深度处理系统，其结构包括增压泵、催化氧化塔、臭氧发生器、活性炭过滤器、清水池、GACF反洗泵；生化处理系统出水通过增压泵接至催化氧化塔的进水口，臭氧发生器的出气口接至催化氧化塔的进气口；催化氧化塔的出水口接至活性炭过滤器的进水口，活性炭过滤器的出水口接至清水池的进水口，清水池的第一出水口送出排水；清水池的第二出水口通过GACF反洗泵接至活性炭过滤器的反洗水进口，活性炭过滤器的反洗水排口送出回流反洗水。

5.如权利要求1所述的热法PVDF超滤膜生产废水处理装置的处理方法，其特征是包括如下步骤：

1）预处理系统处理，将热法PVDF超滤膜生产废水中的SS去除50%以上，油类去除80%，并将少量COD与BOD加以去除；

2）生化处理系统处理，将预处理系统出水中的有机污染物去除75%以上；

3）深度处理系统处理，进一步将生化处理系统出水的COD去除70%，使得排水满足和超过GB18918－2002城镇污水厂污染物排放标准中一级A的排放标准限值，实现达标排放。

6.根据权利要求5所述的热法PVDF超滤膜生产废水处理装置的处理方法，其特征是所述步骤1）预处理系统处理，具体是通过投加絮凝剂与助凝剂，利用气浮装置将热法PVDF超滤膜生产废水的COD从3000～7000mg/L降低到2700～6300mg/L，去除率10%，BOD从600～1400mg/L降低到570～1330mg/L，去除率5%，SS从50～200mg/L降低到25～50mg/L，去除率50～75%，油类从20～120mg/L降低到4～24mg/L，去除率80%。

7.根据权利要求5所述的热法PVDF超滤膜生产废水处理装置的处理方法，其特征是所述步骤2）生化处理系统处理，将预处理系统出水中的有机污染物去除75%以上；具体是利用水解池/UASB池对预处理出水进行水解酸化、厌氧生物处理，通过投加混凝剂与助凝剂，经过反应池/沉淀池进行絮凝沉淀，进而利用好氧池与膜生物反应器进行好氧生物处理及高效的泥水分离，大幅度降低水中的有机污染物；将预处理出水的COD从2700～6300mg/L降低到≤150mg/L，去除率≥94%，BOD从570～1330mg/L降低到≤5mg/L，去除率≥99%，SS从25～50mg/L降低到≤5mg/L，去除率≥80%，NH₃-N从10～20mg/L降低到≤2mg/L，去除率≥80%，TP从0.5～2mg/L降低到≤0.3mg/L，去除率≥40%，油类从4～24mg/L降低到≤1mg/L，去除率≥75%。

8.根据权利要求5所述的热法PVDF超滤膜生产废水处理装置的处理方法，其特征是所述步骤3）深度处理系统处理，进一步将生化处理系统出水的COD去除70%；具体是利用催化氧化塔对生化处理出水进行催化氧化，进而利用活性炭过滤器进行吸附，进一步将水中的COD从150mg/L降低到≤45mg/L，去除率≥70%；最终排水的COD≤45mg/L、BOD≤5mg/L、SS≤5mg/L、NH₃-N≤2mg/L、TP≤0.3mg/L、油类≤1mg/L，使得排水满足和超过GB18918－2002城镇污水厂污染物排放标准中一级A的排放标准限值，实现达标排放。

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